Ксенон Xe

Открытие

В 1898 году Уильям Рамзай и Моррис Траверс, выделив из жидкого воздуха криптон, снова подвергли его фракционной перегонке и обнаружили более тяжёлый компонент. В его спектре были новые синие линии, и они объявили о новом элементе — последнем из благородных газов, открытых ими в тот год.

Более шестидесяти лет после этого благородные газы считались совершенно инертными. В 1962 году Нил Бартлетт из Университета Британской Колумбии заметил, что мощный окислитель гексафторид платины способен отнять электрон даже у молекулярного кислорода. Поскольку энергия ионизации ксенона сходна, он попробовал провести ту же реакцию с ксеноном.

Результатом стало оранжево-жёлтое твёрдое вещество — первое соединение благородного газа. Вскоре последовали дифторид ксенона, тетрафторид ксенона и другие соединения, и учебники химии пришлось переписывать.

Происхождение названия

Название происходит от греческого xenos — «чужой», «чужестранец». Символ — Xe.

Основные применения

• Освещение: ксеноновые дуговые лампы дают интенсивный белый свет, близкий к дневному, для кинопроекторов, имитаторов солнечного излучения, газоразрядных автомобильных фар и фотовспышек.
• Космические двигатели: тяжёлый и легко ионизуемый, ксенон служит рабочим телом многих ионных двигателей спутников и зондов, например миссии NASA Dawn к поясу астероидов.
• Медицина: ксенон — эффективный общий анестетик с малым числом побочных эффектов, но стоимость ограничивает его применение. Гиперполяризованный ксенон-129 используется в исследованиях МРТ лёгких.
• Полупроводники и лазеры: эксимерные лазеры на хлориде ксенона и процессы травления микросхем используют ксенон.
• Фундаментальная физика: детекторы, заполненные тоннами жидкого ксенона, ищут частицы тёмной материи.

Изотопы

У природного ксенона девять изотопов, самые распространённые — ксенон-132 и ксенон-129. Ксенон-124 и ксенон-136 распадаются чрезвычайно медленно; двойной электронный захват ксенона-124 был напрямую зарегистрирован экспериментом XENON1T в 2019 году, период полураспада — около 1,8 × 10²² лет.

Радиоактивный ксенон-135 с периодом полураспада около девяти часов жадно поглощает нейтроны и вызывает «ксеноновое отравление», подавляющее мощность реактора. Ксенон-133 (период полураспада около пяти дней) используется при сцинтиграфии вентиляции лёгких.

В повседневной жизни

В воздухе содержится всего около 0,09 миллионной доли ксенона, поэтому, чтобы получить его немного, на воздухоразделительных установках приходится перерабатывать огромные объёмы, что делает его одним из самых дорогих благородных газов.

Он нетоксичен, но, будучи намного тяжелее воздуха, при утечке в замкнутом пространстве может скапливаться у пола и вытеснять кислород. Вдыхание ксенона делает голос ниже — в противоположность гелию, — но это сопряжено с риском удушья, и пробовать не стоит.